本发明专利技术公开了一种饮用水中硝酸盐的去除装置及去除方法，该装置包括硝酸盐去除单元、曝气降碳单元和末端净化单元，硝酸盐去除单元包括进水管和筒体一，进水管上连接有碳源投加管，筒体一内设置有多孔承托板一和填料层一；曝气降碳单元包括筒体二，筒体二内从下到上依次设置有微孔曝气盘、多孔承托板二和填料层二，筒体二上端设置为敞开式，筒体二下端与筒体一上端通过导流管相连通；末端净化单元包括筒体三，筒体三内从下到上依次设置有多孔承托板三和填料层三，筒体三设置于筒体二外侧并与筒体二固定连接，筒体三下部设置有出水管。该装置有效解决现有的装置存在的占地面积大，操作过程繁琐，硝酸盐去除效果差和所需能耗高的问题。
【技术实现步骤摘要】
一种饮用水中硝酸盐的去除装置及去除方法
本专利技术属于硝酸盐去除装置
，具体涉及一种饮用水中硝酸盐的去除装置及去除方法。
技术介绍
随着经济的发展，许多国家的地下水都受到不同程度的硝酸盐污染，我国地下水硝酸盐污染也越来越严重。硝酸盐在人体中转化成亚硝酸盐，会导致引发高铁血红蛋白症，对婴儿还会生成致癌物质；当硝酸盐含量较高时会引发急性病症，甚至会出现缺氧和死亡。因此，饮用水中硝酸盐超标必须采取净化处理措施。目前，去除饮用水中硝酸盐的主要方法有物理法、化学法和生物法。物理法主要是指反渗透法，可去除水中大多数的离子，处理后的水接近纯水，但是加压成本较高且长期饮用纯水不利于人体补充矿物质和微量元素。化学法主要是离子交换法，通过氯基离子交换树脂中的氯离子交换硝酸铬离子，从而实现硝酸盐的去除，但是该方法易受水中其他离子如磷酸盐、硫酸盐等的影响，再生产生的高盐水处理难度大，易造成环境污染。生物法主要是反硝化细菌的反硝化作用，将水中的硝酸盐氮转化成氮气排放到大气中来实现对硝酸盐的去除。生物法分为自养反硝化法和异养反硝化法两大类。自养反硝化法常用的电子供体为硫或者氢气，处理能力相对较低，硫自养反硝化会降低出水pH且会产生硫酸盐。氢自养反硝化带来的污染相对较小，但是氢气溶解度小，去除饮用水硝酸盐过程中传输和利用的效率提升难度大，且氢气制作成本也较高，易燃易爆保存危险系数大。相比自养反硝化法，异养反硝化法的单位体积处理效率高，产物无毒无害，不会产生新的污染，运行成本低。但是，现有的异养反硝化法进行处理时，碳源的使用率较低，为了提高碳源的使用率，一般采用分段式投加方式，造成操作过程繁琐，且现有的处理装置占地面积一般较大，去除硝酸盐的过程中，效率较低，所需能耗也较高。
技术实现思路
针对现有技术中的上述不足，本专利技术提供了一种饮用水中硝酸盐的去除装置及去除方法，该去除装置有效解决现有的装置存在的占地面积大，操作过程繁琐，硝酸盐去除效果差和所需能耗高的问题。为实现上述目的，本专利技术解决其技术问题所采用的技术方案是：一种饮用水中硝酸盐的去除装置，包括从下到上依次设置的硝酸盐去除单元、曝气降碳单元和末端净化单元，硝酸盐去除单元包括进水管和筒体一，进水管与筒体一底部相连通，进水管上连接有碳源投加管，筒体一内设置有多孔承托板一和填料层一，填料层一设置于多孔承托板一上部；曝气降碳单元包括筒体二，筒体二内从下到上依次设置有微孔曝气盘、多孔承托板二和填料层二，筒体二上端设置为敞开式，筒体二下端与筒体一上端通过导流管相连通；末端净化单元包括筒体三，筒体三内从下到上依次设置有多孔承托板三和填料层三，筒体三设置于筒体二外侧并与筒体二固定连接，筒体三的开口与筒体二的开口处于同一水平面内，筒体三下部设置有出水管。上述方案所产生的有益效果为：填料层一内的填料为附着有反硝化细菌的多孔填料，填料层二内的填料为附着有好氧异养菌的多孔填料，多孔承托板一与筒体一内壁通过螺栓等部件可拆卸连接，多孔承托板二与筒体二内壁也通过螺栓等部件可拆卸连接，多孔承托板三与筒体三内壁也通过螺栓等部件可拆卸连接，多孔承托板一、多孔承托板二和多孔承托板三分别用于对填料层一、填料层二和填料层三进行承托，微孔曝气盘曝气后，可为筒体二内提供氧气；筒体一的顶部设置为密封的，筒体二的底部设置为密封的，筒体一和筒体二之间通过导流管连通，导流管的两端分别与筒体一和筒体二一体成型或通过软管连接；该装置的筒体一和筒体二采用竖直设置，水流由筒体一底部竖直向上流动，将筒体三包裹于筒体二外部，避免筒体三与地面接触，该装置设计结构紧凑合理，可大大降低占地面积；而且，水流竖直向上流动，可增加水体与填料层一和填料层二之间的接触时间，进而促进反应进行，提高硝酸盐的去除效果。进一步地，筒体一和筒体二均设置为圆筒形，筒体三设置为圆环形，筒体三套设于筒体二外侧。上述方案所产生的有益效果为：将筒体一和筒体二设置为圆筒形，可减少其内部的死角，使得水体均匀向上流动，进而提高净水效果；将筒体三设置成圆环形，包裹于筒体二周围，可提高筒体三内的水体外流效果，使得筒体二内的水体均匀流进筒体三内。进一步地，筒体一包括锥形部和圆筒部，进水管与锥形部相连通，多孔承托板一设置于圆筒部底部。上述方案所产生的有益效果为：锥形部和圆筒部一体成型，锥形部内形成混合区，使得通过进水管进入的水体和碳源投加管加入的碳源在混合区内混合均匀，提高后续的处理效果。进一步地，筒体一上部设置有反冲洗出水管一，筒体二上部设置有反冲洗出水管二，筒体三上部设置有反冲洗出水管三。上述方案所产生的有益效果为：该装置使用一定时间后，需要进行反冲洗处理，以防造成堵塞，影响进出水，反冲洗时，通过进水管向筒体一内排入干净水体，利用干净水体对填料层一和填料层二进行冲洗，冲洗后的污水分别通过反冲洗管一和反冲洗管二排出，通过出水管向筒体三内进水，冲洗后的污水通过反冲洗管三排出，通过该设计，实现对填料层一、填料层二和填料层三进行反冲洗，避免微生物过多，影响进出水。进一步地，圆筒二上部边缘设置有齿状溢流口。上述方案所产生的有益效果为：将筒体二上部设置有齿状溢流口，可提高筒体二内的水体排出效果，使得水体均匀的排进筒体三内。进一步地，导流管设置有若干根，分别均匀设置于筒体一的四周。上述方案所产生的有益效果为：根据装置的需要，设置有多根导流管，通过导流管将筒体一内的水体排进筒体二内。进一步地，筒体一顶部和筒体二底部设置为密封的，筒体一和筒体二固定连接。上述方案所产生的有益效果为：筒体一和筒体二通过螺栓或者法兰等部件固定连接，可提高该装置的稳定性；将筒体一顶部和筒体二底部设置成密封的，可提高该装置的硝酸盐去除效果。进一步地，筒体一和筒体二的直径相等。上述方案所产生的有益效果为：将筒体一和筒体二的直径设置成相等的，可提高该装置的美观度，方便进行摆放。一种饮用水中硝酸盐的去除方法，具体操作为：(1)将碳源从碳源投加管投加，含硝酸盐的水体从进水管投加，根据投加比例设置两者的投加流量，碳源和水体混合后先进入筒体一的锥形部内，在该混合区域内，碳源和水体充分混合；(2)混合后的水体经多孔承托板一进入筒体一内的填料层一内，填料层一内的填料上附着有大量的反消化细菌，反硝化细菌利用碳源将水体中的硝酸盐通过反硝化作用转化为氮气，实现硝酸盐的去除；由于筒体一内除了进水管和导流管外，其余部位均是密闭的，产生的氮气扰动会显著降低筒体一内的溶解氧，进一步促进反硝化进行，提高反硝化效果，同时，氮气的积累可使得筒体一内产生压力，使得水体通过导流管进入筒体二内；(3)进入筒体二内的水体中含有少量的碳源，含有碳源的水体逐渐通过多孔承托板二进入填料层二内，填料层二内的填料上附着有大量的好氧异养菌，此时，微孔曝气盘曝气，增加水体中溶解氧的含量，水体中的溶解氧消耗降解掉水体中多余的碳源，实现碳源的去除；(4)碳源去除后的水体中含有少量的微生物絮体，该水体本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.一种饮用水中硝酸盐的去除装置，其特征在于，包括从下到上依次设置的硝酸盐去除单元(1)、曝气降碳单元(2)和末端净化单元(3)，所述硝酸盐去除单元(1)包括进水管(4)和筒体一(5)，所述进水管(4)与所述筒体一(5)底部相连通，所述进水管(4)上连接有碳源投加管(6)，所述筒体一(5)内设置有多孔承托板一(7)和填料层一(8)，所述填料层一(8)设置于所述多孔承托板一(7)上部；/n所述曝气降碳单元(2)包括筒体二(9)，所述筒体二(9)内从下到上依次设置有微孔曝气盘(10)、多孔承托板二(11)和填料层二(12)，所述筒体二(9)上端设置为敞开式，所述筒体二(9)下端与所述筒体一(5)上端通过导流管(13)相连通；/n所述末端净化单元(3)包括筒体三(14)，所述筒体三(14)内从下到上依次设置有多孔承托板三(15)和填料层三(16)，所述筒体三(14)设置于所述筒体二(9)外侧并与所述筒体二(9)固定连接，所述筒体三(14)的开口与所述筒体二(9)的开口处于同一水平面内，所述筒体三(14)下部设置有出水管(17)。/n
【技术特征摘要】
1.一种饮用水中硝酸盐的去除装置，其特征在于，包括从下到上依次设置的硝酸盐去除单元(1)、曝气降碳单元(2)和末端净化单元(3)，所述硝酸盐去除单元(1)包括进水管(4)和筒体一(5)，所述进水管(4)与所述筒体一(5)底部相连通，所述进水管(4)上连接有碳源投加管(6)，所述筒体一(5)内设置有多孔承托板一(7)和填料层一(8)，所述填料层一(8)设置于所述多孔承托板一(7)上部；
所述曝气降碳单元(2)包括筒体二(9)，所述筒体二(9)内从下到上依次设置有微孔曝气盘(10)、多孔承托板二(11)和填料层二(12)，所述筒体二(9)上端设置为敞开式，所述筒体二(9)下端与所述筒体一(5)上端通过导流管(13)相连通；
所述末端净化单元(3)包括筒体三(14)，所述筒体三(14)内从下到上依次设置有多孔承托板三(15)和填料层三(16)，所述筒体三(14)设置于所述筒体二(9)外侧并与所述筒体二(9)固定连接，所述筒体三(14)的开口与所述筒体二(9)的开口处于同一水平面内，所述筒体三(14)下部设置有出水管(17)。
2.根据权利要求1所述的饮用水中硝酸盐的去除装置，其特征在于，所述筒体一(5)和筒体二(9)均设置为圆筒形，所述筒体三(14)设置为圆环形，所述筒体三(14)套设于所述筒体二(9)外侧。
3.根据权利要求1所述的饮用水中硝酸盐的去除装置，其特征在于，所述筒体一(5)包括锥形部(18)和圆筒部(19)，所述进水管(4)与所述锥形部(18)相连通，所述多孔承托板一(7)设置于所述圆筒部(19)底部。
4.根据权利要求1所述的饮用水中硝酸盐的去除装置，其特征在于，所述筒体一(5)上部设置有反冲洗出水管一(20)，所述筒体二(9)上部设置有反冲洗出水管二(21)，所述筒体三(14)上部设置有反冲洗出水...
【专利技术属性】
技术研发人员：吕育锋，李斌，纪雪梅，孙毅，
申请(专利权)人：中国水利水电科学研究院，
类型：发明
国别省市：北京;11
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